Energie noire et matière noire : remise en cause des équations d'Einstein ?

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La cosmologie est parfois présentée comme entrant dans une ère de précision ou au contraire comme traversant une crise. Le malaise potentiel provient de la nécessité d'inventer des constituants nouveaux, la...

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[nissart7831]

Bonjour,

article qui m'a beaucoup intéressé, deep, parce que j'ai pu voir qu'il y avait des travaux qui essayaient de se passer de ces mystérieuses "matière et énergie noires", tout en utilisant le pilier de la cosmologie, la théorie de la relativité générale, qui a quand même fait ses preuves.
Personnellement, ces "matière et énergie noires" me font penser, pour le moment, plus à une sorte de notion d'"ether", en tant que bouche-trou théorique (par analogie avec celui du 19è siècle pour les ondes éléctromagnétiques) [Pas taper, deep, je sais que c'est ton domaine ]

Mais bon pourquoi pas ?
Ou alors, qui sera le nouvel "Einstein" qui balaiera cet "ether" moderne ?

J'avais des questions relativement à l'article.
A la fin, tu dis que toutes les conséquences de ces théories étendant la relativité générale n'ont pas été tirées.
Parmi celles qui ont déjà été tirées, y'en a t'il d'autres en plus de celles que tu as déjà mentionnées ?
Y en a t'il qui sont inattendues du style "univers à 10 ou 11 dimensions en Théorie des Cordes" ?

J'ai une dernière question.
On dit que la constante (qualifiée de cosmologique maintenant) ajoutée par Einstein dans ses équations (pour d'autres raisons d'ailleurs et qu'il a gommée par la suite) rendrait compte de la fameuse énergie noire.
Que devient-elle dans ces théories étendant la relativité générale et qui se passent de l'énergie noire ? Est-elle supprimée ou interprétée autrement ?

Merci pour les réponses.

[deep_turtle]

Salut,

A la fin, tu dis que toutes les conséquences de ces théories étendant la relativité générale n'ont pas été tirées.
Parmi celles qui ont déjà été tirées, y'en a t'il d'autres en plus de celles que tu as déjà mentionnées ?
Y en a t'il qui sont inattendues du style "univers à 10 ou 11 dimensions en Théorie des Cordes" ?

Ce sont des hypothèses qu'on peut faire en plus mais qui ne peuvent pas venir comme des conclusions : pour faire de la relativité, que ce soit dans la version "usuelle" ou dans les versions étendues, on commence par fixer le nombre de dimensions... Maintenant, il se peut qu'en partant d'un nombre quelconque de dimensions on arrive à des incohérences théoriques et donc qu'on puisse décider que ce nombre est finalement incorrect pour décrire notre Univers.

Parmi les nouvelles conséquences des extensions de la relativité générale, beaucoup restent à étudier : la cosmologie primordiale, les liens avec la physique fondamentale (et éventuellement les cordes), les effets permettant éventuellement de les prouver expérimentalement en laboratoire, la physique des objets compacts...

On dit que la constante (qualifiée de cosmologique maintenant) ajoutée par Einstein dans ses équations (pour d'autres raisons d'ailleurs et qu'il a gommée par la suite) rendrait compte de la fameuse énergie noire.
Que devient-elle dans ces théories étendant la relativité générale et qui se passent de l'énergie noire ? Est-elle supprimée ou interprétée autrement ?

ça dépend. Certaines s'en passent, d'autres (comme dans le papier de Mannheim mentionné dans la news) lui donnent une valeur plus compatible avec la physique des particules, d'autres "expliquent" le fait que la densité correspondante soit du même ordre que celle de la matières noire (il n'y a pas de raison du tout a priori).

[nissart7831]

Merci pour ces réponses.

Je reviens juste sur une question qui a été noyée par le fait que j'avais pris un mauvais exemple (10-11 dimensions comme conséquence alors que c'est une hypothèse).
Tu m'as donné les conséquences à étudier. Mais parmi celles déjà tirées, y en t'il des inattendues du style "le trou noir est une conséquence (une solution) des équations de la relativité générale" (j'espère que mon exemple est plus parlant cette fois) ?

Et y a t'il des expériences envisagées ou envisageables permettant de trancher entre ces théories, ou du moins en éliminer certaines, à propos de la matière noire ou énergie noire ?

Quant à la comparaison par rapport à la notion d'"ether", je suis complètement à côté de la plaque ou non (vu qu'il y a ces théories)?

[Makalu]

Bonsoir,

Je pense que avant de remettre en cause des théories bien établies comme la relativité générale ou d'évoquer toutes sortes de scénarios exotiques comme c'est la mode actuelle, il faudrait peut-être revoir tout simplement les hypothèses à la base des modèles cosmologiques. J'ai appris récemment suite à un séminaire sur la constante cosmologique qu'il est possible d'expliquer l'origine de cette constante cosmologique (ou de l'énergie noire) simplement en tenant compte des inhomogénéités de la distribution de matière-énergie dans l'univers, qui du fait de la non linéarités des équations d'Einstein, ne seraient pas négligeables. Je ne suis pas du tout expert en cosmologie et je ne sais pas ce que vaut cette théorie (backreaction). Est-ce que quelqu'un en a entendu parler?

[deep_turtle]

Pour la notion d'ether, c'est un peu malvenu : ce terme a un lourd passé, il est attaché à des conceptions de la propagation des ondes électromagnétiques qui sont maintenant désuettes (les conceptions, pas les ondes).

Quant aux expériences, non pas pour le moment. On peut espérer que tout nouveau test de la relativité générale (par exemple les résultats de gravity probe B sur l'entrainement des référentiels) éliminera certaines théories fausses.

Tu m'as donné les conséquences à étudier. Mais parmi celles déjà tirées, y en t'il des inattendues du style "le trou noir est une conséquence (une solution) des équations de la relativité générale" (j'espère que mon exemple est plus parlant cette fois) ?

Ton exemple est peut-être encore mal choisi : Le trou noir EST une conséquence des équations de la RG !

[Makalu]

Bonsoir,

d'autres (comme dans le papier de Mannheim mentionné dans la news) lui donnent une valeur plus compatible avec la physique des particules

Il me semble que si on essaye d'interpréter la constante cosmologique comme une énergie du vide de particules, on trouve une valeur complètement abérrante.

[nissart7831]

Ton exemple est peut-être encore mal choisi : Le trou noir EST une conséquence des équations de la RG !

Sur mon exemple, je crois qu'on s'est mal compris dès le début.
Je sais ce que tu dis : que le trou noir est une conséquence de la RG. Justement, je prenais ça en exemple pour dire : Einstein a établi une théorie et des équations. Une des conséquences, surprenantes , de cette théorie a été la découverte de la notion de trou noir. Surprenante au sens où on avait pas idée de l'existence de tels objets.
Ainsi par analogie, est ce que les nouvelles théories dont tu as parlé ont déjà mené à des conséquences surprenantes, inattendues ?
J'espère avoir été plus clair cette fois.

Quant à la notion d'éther, je connais son histoire. Mais il a été mis là un peu en bouche trou parce que les ondes que l'on connaissait jusqu'à maintenant avaient besoin d'un milieu de propagation : ondes sur l'au, son dans l'air. Mais cela posait plus de problème que ça n'en résolvait.
Donc ce que je voulais dire dans mon post précédent, c'est est ce qu'on n'a pas la même notion au sens où on invente un truc qui pose plus de problèmes qu'il n'en résoud : on ne sait pas ce que c'est, de quoi il est constitué, ... ?

[deep_turtle]

Il me semble que si on essaye d'interpréter la constante cosmologique comme une énergie du vide de particules, on trouve une valeur complètement abérrante.

En effet, et justement avec certaines versions de la RG ce problème disparait (selon les auteurs).

Sur mon exemple, je crois qu'on s'est mal compris dès le début.

En effet, désolé, c'est le week-end et j'ai le CPU en berne...
Alors pour répondre, à ma connaissance non, pas de "nouvel" effet physique inattendu.

Et pour la comparaison avec l'ether, on peut en effet faire un parallèles dans la démarche, je l'ai déjà vu/entendu faire en tout cas.

[nissart7831]

En effet, désolé, c'est le week-end et j'ai le CPU en berne...
Alors pour répondre, à ma connaissance non, pas de "nouvel" effet physique inattendu.

Et pour la comparaison avec l'ether, on peut en effet faire un parallèles dans la démarche, je l'ai déjà vu/entendu faire en tout cas.

Ouf, on s'est compris.
Merci beaucoup, deep, pour toutes ces réponses.

Tiens nous bien au courant des aventures de ces théories. C'est passionnant.

[deep_turtle]

Je ne suis pas du tout expert en cosmologie et je ne sais pas ce que vaut cette théorie (backreaction). Est-ce que quelqu'un en a entendu parler?

Oups j'avais zappé ton message... Cette idée (plus qu'une théorie) est en effet intéressante, mais chaudement débattue. Elle se heurte aux même problèmes que ce qui est dit dans la news : d'une part les gens ne sont pas d'accord, au niveau même des équations, sur le fait que cet effet est important, et d'autre part ça ne touche pas du tout au problème de la matière noire (en tout cas pas à l'échelle des galaxies).

Mais tu a raison, c'est une affaire à suivre (ou même à faire avancer pour ceux qui s'en sentent capables !!)...

[FC05]

Le trou noir EST une conséquence des équations de la RG !

??? Le trou noir EST un trou noir !

Quelle erreur que de confondre modèle et réalité ... si le trou noir est une réalité ...

[deep_turtle]

Oui, forcément, si tu sors la phrase de son contexte...

"L'existence des trous noirs découle directement des équations de la RG" si tu préfères.

[FC05]

Heu ... ben, toujours pas d'accord ...

Je dirais plutôt :

"La RG a prévu l'existence théorique d'objets tels que les trous noirs".

Mais leur existence (réelle ou supposée) ne découle d'une quelconque théorie ... une théorie n'a jamais rien imposé à la nature.

[deep_turtle]

Tu le fais exprès ?

Parfois, on utilise dans le langage parlé des abus de langage qui permettent de ne pas faire des phrases de 200 km de long, tout en essayant d'être pas trop loin de ce qu'on veut vraiment dire. Et quand c'est ambigu on ne rentre pas dans le lard de celui qui a commis l'erreur d'essayer de rester léger, on apporte une précision, poliment. Evidemment qu'une théorie ne décide pas de l'existence matérielle des choses...